Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

дуется нормировать частную динамическую характеристику - время установления выходного сигнала.

Для измерительных преобразователей, показывающих и регистрирующих СИ, измеряющих интегральные значения переменных входных сигналов, рекомендуется нормировать частотную погрешность и (или) характеристики, отражающие влияние неинформативных параметров сигнала на погрешность СИ.

Для измерительных преобразователей и регистрирующих приборов, предназначенных для измерения мгновенных значений изменяющихся входных величин, рекомендуется нормировать одну из полных динамических характеристик. Для электронно-лучевых осциллографов допускается нормирование одной из частных динамических характеристик.

Экспериментальное определение динамических характеристик СИ рекомендуется производить прямым методом, при котором на вход СИ подается сигнал такой формы, при котором по выходному сигналу можно было бы непосредственно определить искомую динамическую характеристику СИ. Например:

при определении импульсной характеристики на вход СИ подается единичный импульс минимальной длительности, при этом выходной сигнал является искомой импульсной характеристикой h (i);

при определении переходной характеристики на вход СИ соответственно подается единичный ступенчатый сигнал, тогда выходной сигнал СИ является искомой переходной характеристикой hi(t).

Время установления выходного сигнала определяется при подаче на вход СИ ступенчатого сигнала (обычно равного 0,5 Хн) путем определения интервала времени, в течение которого выходной сигнал СИ достигнет установившегося значения с погрешностью, не превышающей класс точности данных СИ.

Динамические свойства АИП уравновешивания

При анализе динамических свойств АИП уравновешивания удоб-/ нее пользоваться операторным мето;ом. рассматривать передаточные функции звеньев и прибора в целом и изображения измеряемых и выходных величин. Передаточная функция замкнутой части АИП уравновешивания при одном звене в прямой цепи составляет

Передаточная функция прибора при трех звеньях в прямой цепи

Принимая во внимание, что

VI Хк{р) = Х{р)~АХ{р), можно показать, что изображение некомпенсации



Некомпенсация АИП уравновешивания А X зависит от коэффициентов преобразования и закона изменения X.

Градуировка измерительного прибора производится при 10...15 значениях X, следовательно некомпенсация учитывается при градуировке по всей шкале и в статическом режиме работы прибора погрешности не создает.

Определим, при каких законах изменения X и при каком числе интегрирующих звеньев А X = О и АИП уравновешивания работают в режиме полной компенсации, если пороги чувствительности звеньев равны нулю. Для этого определим выходную величину Y (t) как функцию величины некомпенсации А X в установившихся режимах X = const dX/dt = const; dX/dfi= const.

Изображение выходной величины в общем случае

У{р)-К (р) к, (р) К, ip) АХ{р) = К(р) AXip).

При наличии в прямой цепи интегрирующих звеньев ее передаточная функция

•- к{у\- > + Р + Р + 88 + • • •>

Изображение выходной величины в этом случае

f" (i + fliP + fl2p2 + osP«+--Op"

Зная изображение выходной величины У (р), определим ее оригинал У (t) как функцию времени при различных значениях некомпенсации А X.

Воспользуемся теоремой о конечном значении временной функции при f = оо в ее обращенном виде

FycT = limF(/)limF(p).

t-t-co рО

Обратная теорема о конечном значении в рассматриваемых случаях справедлива, так как мы предполагаем существование установившихся режимов.

Следовательно, установившееся значение функции Ууст (значение при = оо) может быть определено по изображению функции У ip) без предварительного определения ее по таблицам или формулам.

Определим FycT компенсационных приборов - АИП уравновешивания со статической характеристикой, которые не имеют интегрирующих звеньев и = 0; если АлГр = const, то по Карсону АХ(р) = Ад:о.

FycT == lim F (р) = lim

p-0 р-*0

{l+ap + ap + aspo-h )

При АдГр = О выходная величина Fycx и компенсирующая Хк были бы равны О, следовательно, в компенсационных приборах полная компенсация невозможна.

В автокомпенсаторах - АИП уравновешивания С астатической характеристикой первого порядка - при наличии в прямой цепи одного



интегрирующего звена {п~\) изображение выходной величины

Y (г,\ К.КК (1 + Ъ,р + Ьр + fcaP" + • • •) АЛ (р)

Поскольку в этом случае при ДХО Куст непрерывно возрастает,

то рассмотрим первую производную от Куст-

При постоянстве компенсации ДХ (/?) = Дд:„ получим

= lim рК (р) = Иш Yl +1"\Y + • • =

Следовательно, Д Xo зависит от скорости изменения X.

При Д Х(1= О выходная величина автокомпенсатора постоянна по значению: Куст.= const. При постоянстве выходной величины и режиме полной компенсации входная величина X также постоянна. Ре-•жим полной компенсации в автокомпенсаторах с астатизмом первого рода теоретически возможен только при постоянстве входной величины X = const.

В АИП уравновешивания с астатической характеристикой второго порядка с двумя интегрирующими двигателями, т. е при п = 2, после аналогичных преобразований (2.3) получим

Следовательно, Ах„ зависит только от второй производной X"{t). В этом приборе возмонсна полная компенсация, т. е. Ах = О, не только при У - const и X = const, но и при dy/dt = const и dX/dt = const.

АИП уравновешивания с астатической характеристикой второго порядка с двумя интегрирующими двигателями является структурно неустойчивой системой и может работать устойчиво только при введении гибких стабилизирующих обратных связей.

Динамические погрешности АИП

Динамические свойства любого СИ наиболее полно описываются при помощи полных динамических характеристик, определяющих закон преобразования во времени входной величины в выходную. Однако при метрологическом анализе СИ наиболее характерным параметром, определяющим динамическую точность СИ, является не его выходная величина, а погрешность преобразования во времени входного сигнала в выходной, т. е. мгновенная разность значения входного сигнала, рассчитанного по выходному сигналу СИ и значению номинальной статической характеристики, и мгновенного значения входного сигнала в данный момент времени. Динамическая погрешность СИ определяется по формуле:

Дд (О = f: {l ik (р) X ip) + к ip) Да (р)]} - x (О, (2.3)

где к (р) - передаточная функция СИ; f~ - символ функции, обратной нормальной статичеасой характеристике СИ; l - символ преобразования изображения сигнала в оригинал; ДХа (р) - изображение





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166